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1、毕业设计（论文）开题报告学 生姓 名王慧慧 专 业班 级09 信息 331 学 号 0933333110指 导 教 师 及 职 称 周晴题 目 基于 DMX512 协议的灯光控制系统的设计结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 500 字左右的文献综述：一、目的及意义（含国内外的研究现状分析）1.1 目的及意义随着人们生活质量的提高，灯具已经不单是室内的基本照明工具，而是建筑装饰的一种实用艺术品，当家中有各式各样的灯具之后，将它们精心地搭配在一起，达到最适合的气氛效果是高质量生活的需要。目前灯光的控制主要还是手动形式，逐个控制所有的灯具，这样不仅麻烦而且效率低下，也不符合
2、现代舒适生活的标准。因此，设计一个可以便捷的控制灯光的智能化灯光系统不仅具有实用价值，而且还具有广阔的市场前景。智能照明控制系统不仅可以满足和实现照明的高层次智慧管理，改善工作环境，提高工作效率，还可以节约能源，延长灯具寿命，减少用户维护费用。随着建筑和照明技术的进步，照明和建筑已经融为一体，照明已成为建筑艺术的一部分，让我们大家共同努力，将更多、更好的智能照明控制系统应用到智能建筑的设计中去，营造出艺术、智慧化的光环境，赋建筑予生命。1.2 国内外的研究现状可控硅调光器诞生，开创了计算机灯光控制的时代。随着计算机的升级换代，灯光控制台也取得迅速发展。随着可控硅技术的进步，新型抗干扰扼流圈的研
3、制成功，可控硅调光器进入了演播厅、宾馆、主题公园。硅组件体积缩小，耗电减少，成本降低，舞台、演播厅使用的可控硅数量成倍增长，一套系统由开始时的几十路发展到今天的几千路。演出样式的多样，演出规模的扩大，使灯光控制的形式也发生根本性的变化。计算机灯光控制系统由模拟传输到 DMX 数字传输进入到当今的网络系统传输。回顾演出灯光控制设备发展的历程，对正确评价当前的各种控制系统及展望其未来的发展将不无益处。1.2.1 模拟传输时代计算机发展经历过电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路等几个时代，计算机灯光控制系统开始于小规模集成电路计算机时代(六十年代 )，而真正成批的生产和使用则在大规模集成电路计算
4、机时代即微机时代(七十年代) 开始。大规模集成电路的微型计算机解决了小型化和稳定性的问题，当时的剧场或演播厅中所用可控硅调光回路数一般只有几十路，控制信号使用直流模拟电压(例如常用的 0 到 10 伏) 。计算机内部处理的是二进制的数字，对每一个调光回路，计算机根据原先存储的数据和现场控制的信息，计算出该回路的亮度数据，一般用八位二进制数存储单元(1 个字节 )表示亮度等级，十进制数字表示为 0 到 255。把各回路的亮度数据(0 到 255 共 256 个数字等级 )变换为控制可控硅调光器的 0 到 10 伏的控制电压，计算机输出接口电路要解决这一由数字信号到模拟电压的转换并分配到每一路可控
5、硅调光器的控制信号在线。这一任务由数模转换电路和多路电子开关来解决。模拟传输方式使计算机技术正式进入灯光控制领域，出现了大量各种各样的计算机灯光控制台，各种控制功能登台亮相，取长补短，不断改进，为计算机灯光控制技术的成熟完善和普及应用起到了不可替代的重要作用。1.2.2 DMX 时代随着舞台灯光技术的发展，调光回路数的增加，剧场中的灯光控制室位置移到观众厅的后部，以便于对舞台灯光的控制，而调光柜则宜安置于观众厅前方离舞台较近的地方，以便于供电。灯光回路数的增加，导致信号线的增加，前面所介绍的一路一线，传送模拟信号的方式，设备的安装和使用都不方便。尤其随着演出形式的多样化，需要控制台的位置也能动
6、一下，更有流动演出或体育场式的演出场合，控制台安放在现场操作，流动式调光硅箱需分散安放，更需信号线的减少。上述传送模拟信号的多芯电缆方式显得很不方便了。二十世纪八十年代随着微型计算机技术的发展，一种由一块芯片集成了 CPU、片内RAM、片内 ROM、并行 I/O(输入/ 输出) 接口、串行 I/O 接口的单片机出现了，用单片机制作的智能化接口电路，将并行输出的数据转换为在两根在线串行传送的信号变得容易实现;在接收端将串行传送的信号数据接收后再转换为并行的数据也同样简单。串行传送的总线也经过长期的改进，出现了传送速度高，距离远，可靠性高，抗干扰能力强的标准和相应的模块。当时国际上几个主要的灯光控
7、制系统制造商推出了在计算机灯光控制台与可控硅调光柜之间只用两根线(或稍多几根线) 串行数字传输 (或数字加模拟都串行传输)的解决方案。如 SMX，AMX192，CMX，PMX 等在传输速度、数据格式等都互不兼容的传送方式。虽然串行传送方式具有信号线少而连接方便的问题，但是无法解决各制造商的设备之间不能互连的问题。为此在计算机技术发达的美国一个并非正式的标准制定者美国剧场技术协会(United State Institute for Theatre Technology，Inc)于 1986 年 8 月提出了一个能在一对在线传送 512 路可控硅调光亮度信息的 DMX512 标准，这是一个关于计
8、算机控制台和调光器之间数据的数字传输标准(后又在 1990 年 4 月进行了局部的修订 )。提出 DMX512 方案的美国剧场技术协会虽然不是一个正式的标准制定机构，但是由于 DMX512 具有广泛的适用性，很快为全世界的制造商和用户采用，成为一个事实上的国际标准。十多年来，直至今天，几乎所有的灯光控制台和受控的设备都兼容了 DMX512 的协议标准。因为有了这一个统一的标准，不同的制造商之间的设备，只要遵循这一协议，都能互连控制。两线制的时代真正的到来了。二、课题研究的主要内容：1设计基于 DMX512 协议的灯光控制系统2利用 UART 串口接收 DMX512 信号3利用 PWM 方式进行
9、灯光控制三、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：DMX512 协议是一个数字调光协议，协议规定控制信号数据包的传输通过异步通信的方式进行。一个 DMX512 资料包包含起始码和 512 个数据帧。每一帧数据包括 1 位低电平起始位、8 位数据位、2 位高电平停止位。本系统用微控制器作为核心组件，利用 UART 串口接收 DMX 控制器传过来的信号，来改变输出 PWM 的占空比，以控制可控硅的导通角，来达到控制灯光亮度的目的。四、毕业设计（论文）进度安排：第一周 查相关资料第二周 完成与本论文相关的文献资料，了解 DMX512 协议在灯光控制中的应用，了解灯光控制技术现状及发展，完成开题报告。第三周 深入了解 DMX512 协议的技术要求，熟悉 UART 串口通讯的工作原理，以微处理器为核心，完成系统整体硬软件设计，包括 UART 接口，PWM 输出，SSR 驱动等各电路模块及相关软件流程的设计及程序的编写调试。整理设计数据，撰写毕业论文。第四周 完成所有设计文件及数据，准备毕业答辩。五、指导教师意见：指导教师签名： 年 月 日六、教研室意见：教研室主任签名： 年 月 日
